減壓器是利用節流原理工作的部件，其作用是使流入的高壓氣體(ti) 降壓至工作要求的值並穩定在一定的壓力範圍內(nei) 。以往的減壓器模型一般有兩(liang) 個(ge) 特點，一是壓力微分方程通常是基於(yu) 對理想氣體(ti) 狀態方程的求導並采用等熵過程假設或等溫過程假設推導得到，而非從(cong) 可壓縮瞬變流一維守恒形式的能量方程推導得到，其模型的終形式過多依賴於(yu) 理想氣體(ti) 狀態方程，二是通常側(ce) 重於(yu) 仿真閥芯的節流和穩壓作用，而對高、低壓腔以外的其它腔室的作用考慮的相對較少。相關(guan) 研究對某膜片式減壓器動態特性進行了詳細研究，但沒有對阻尼腔和卸荷腔單獨建模；針對某逆向卸荷式減壓器的四個(ge) 腔室建立了壓力微分方程，但在推導上采用了等溫過程假設。從(cong) 可壓縮瞬變流一維守恒形式的方程出發，通過引入空間位置交錯的兩(liang) 種有限控製體(ti) 積，提出了一維可壓縮瞬變流的有限元狀態變量模型，雖然稱為(wei) 有限元模型，推導采用的方法在一維情況下也可稱為(wei) 有限體(ti) 積法，為(wei) 拓寬模型的應用範圍，通過對能量方程在低馬赫數時的簡化獲得了管道分支和容腔的壓力微分方程，其方程是針對體(ti) 積恒定的容腔推導的，不適用於(yu) 變體(ti) 積容腔。                                                                                                          減壓器的有限控製體(ti) 積網格，其邊界處為(wei) 相連氣體(ti) 管道的邊界網格，把減壓器視為(wei) 由高壓腔、低壓腔、阻尼腔和卸荷腔(或封閉腔 )四個(ge) 氣體(ti) 容積組合而成，氣體(ti) 容積之間由局部流阻連接。由於(yu) 閥芯直徑遠小於(yu) 膜片
直徑，高壓腔和低壓腔的體(ti) 積隨閥芯的開合變化不大，可視為(wei) 體(ti) 積恒定的氣體(ti) 容積，阻尼腔和卸荷腔(或封閉腔)的體(ti) 積隨閥芯的開合變化較大，需要視為(wei) 變體(ti) 積氣體(ti) 容積。數學模型推導的基本思想：由於(yu) 視減壓器的四個(ge) 腔室為(wei) 氣體(ti) 容積，而氣體(ti) 容積模型中難以處理的狀態參數是其速度項，因為(wei) 對一個(ge) 有多個(ge) 入口和出口的容腔而言，不具備一個(ge) 有確定值和明確物理意義(yi) 的統一的速度，其中的流體(ti) 必定是分區流動的，因此推導中采用壓力、密度、節流處流量、入口流量、出口流量這些具有相對明確物理意義(yi) 的物理量代替速度項的表達。減壓器建模和編程時采用了通用建模和編程方法，即按照一定的規則進行參數定義(yi) ，仿真時隻需要給出待仿真減壓器的參數輸入文件，通過減壓器類型識別變量，程序即可對給定類型的減壓器進行仿真。前麵介紹的逆向卸荷膜片式減壓器和貯箱增壓係統所用減壓器對應的類型識別變量分別為(wei) 1和 2，對前者的仿真結果表明有限體(ti) 積模型的穩態精度合乎工程需要；對後者的仿真獲得了減壓器各個(ge) 腔室狀態參數和閥芯開度的響應曲線，這些曲線不僅(jin) 可以研究減壓器的節流和穩壓作用，而且可以研究動態過程中各個(ge) 腔室狀態參數的變化情況。可見，氣體(ti) 減壓器的有限體(ti) 積模型及其建模方法顯示出良好的有效性和通用性,具有良好的應用前景，以後的工作是針對特定減壓器進行仿真並與(yu) 動態試驗數據進行對比以驗證模型的動態精度並修正模型參數(例如流量係數)。此外，減壓器的建模過程表明相關(guan) 研究提出的有限元狀態變量模型適用於(yu) 對複雜管網的建模，在液體(ti) 火箭發動機係統仿真上具有廣泛的應用前景。